(57)【要約】【課題】  めっき中に１つ以上の基板に「ストライク電圧」の印加を行なうことができるめっき装置およびめっき方法を提供する。【解決手段】  めっき中に１つ以上の基板にストライク電圧を印加する方法。本発明の方法を実施する間、基板は遊星態様で移動され、１組の平行マンドレルにより基板の外縁部が保持される（基板は、めっきされる間、互いに平行に、一般には垂直に保持される）。基板には、コンタクトピン、コンタクト板、１組のボールベアリング、ラック端板およびマンドレルを介して電圧が印加される。【選択図】      図１Ｂ
2005336612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
めっき浴と、
該めっき浴中で１つ以上の基板を保持するための１つ以上の細長いアームと、
該１つ以上の細長いアームに連結された第一回転部材とを備え、該第一回転部材により、前記１つ以上の細長いアームを第一回転部材の回転軸線の回りで回転させるように構成され、
さらに、前記第一回転部材に連結された第二回転部材を備え、該第二回転部材により、前記第一回転部材を前記第二回転部材の回転軸線の回りで回転させるように構成されており、前記第二回転部材は第一回転部材に電気的に接続された導電性領域を有しており、前記第一回転部材は前記１つ以上の細長いアームの少なくとも１つに電気的に接続され、前記１つ以上の細長いアームの少なくとも１つは導電性を有し、かつ、前記１つ以上の基板に電気的に接続されており、
さらに、めっき浴の外部に延びる第一端部と、前記導電性領域に接続された第二端部とを有する導電性経路を備えることを特徴とするめっき装置。
【請求項２】
前記第一回転部材は導電性十字型部材を備え、該十字型部材は複数の細長いアームに連結され、第二回転部材はギヤを備え、めっき工程の第一の部分の間には、１つ以上の基板に電力が供給されるが、めっき工程の第二の部分の間には電力が供給されないように構成されることを特徴とする請求項１記載のめっき装置。
【請求項３】
前記第一回転部材は導電性十字型部材を備え、前記第二回転部材は第一回転ギヤを備え、
前記めっき装置は、さらに、
モータのロータにより駆動される第二回転ギヤと、
該第二回転ギヤにより駆動されかつ前記第一回転ギヤを駆動する第三回転ギヤと、
非回転ギヤと、
十字型部材に連結されておりかつ前記非回転ギヤと係合して遊星運動を前記十字型部材に伝達する第四回転ギヤと、
を備えることを特徴とする請求項１記載のめっき装置。
【請求項４】
前記導電性経路は、前記導電性領域との電気的な移動接触を行うコンタクトピンを備えることを特徴とする請求項１記載のめっき装置。
【請求項５】
前記導電性経路は導電性ベアリングを備え、該導電性ベアリングの回りで前記第二回転部材が回転し、前記導電性ベアリングは前記導電性領域に接続されることを特徴とする請求項１記載のめっき装置。
【請求項６】
めっき浴中で１つ以上の基板の外縁部を保持するための複数の細長いアームを有し、少なくとも１つの細長いアームが電源に接続されかつ電力を前記１つ以上の基板に導くように構成され、
前記複数の細長いアームに連結された回転連結部材を更に有し、それによって、前記細長いアームおよび前記基板が、前記回転連結部材の回転軸線の回りで回転するように構成されることを特徴とするめっき装置。
【請求項７】
前記回転連結部材は回転する第二部材上の一位置に回転可能に連結され、前記連結部材は、前記連結部材の回転軸線の回りで回転できると同時に、前記第二部材の回転軸線の回りで回転でき、それによって、前記連結部材、前記アームおよび前記１つ以上の基板に遊星運動を伝達するように構成されることを特徴とする請求項６記載のめっき装置。
【請求項８】
前記めっき浴の外部の第一端部と、めっき浴中でコンタクトピンに連結された第二端部とを有する導電性経路を更に備え、前記コンタクトピンは、前記第二部材の導電性表面領域に滑り接触し、該表面領域は前記連結部材に電気的に接続され、前記連結部材は、前記アームのうちの少なくとも１つに電気的に接続されることを特徴とする請求項７記載のめっき装置。
【請求項９】
めっき浴の外部の第一端部と、導電性ベアリングに連結された第二端部とを有する導電性経路を更に備え、前記第二部材は前記導電性ベアリングの回りで回転し、前記導電性ベアリングは前記第二部材の導電性領域に接続され、該導電性領域は前記連結部材に電気的に接続され、前記連結部材は、前記アームのうちの少なくとも１つに電気的に接続されることを特徴とする請求項７記載のめっき装置。
【請求項１０】
前記電力は、めっき工程の第一の部分の間には、前記１つ以上の基板に導かれるが、めっき工程の第二の部分の間には、前記１つ以上の基板に導かれないように構成されることを特徴とする請求項６記載のめっき装置。
【請求項１１】
前記第二部材は第一回転ギヤであり、該第一回転ギヤはモータにより駆動され、前記連結部材は第二回転ギヤに連結され、前記めっき装置は、さらに、前記第二回転ギヤと係合する非回転ギヤを備え、それによって、前記非回転ギヤは、前記第二回転ギヤを、前記第二回転ギヤの回転軸線の回りで回転させ、従って、前記連結部材、前記アームおよび前記基板を前記第二回転ギヤの回転軸線の回りで回転させるように構成されることを特徴とする請求項６記載のめっき装置。
【請求項１２】
前記連結部材は十字型部材の形状を有し、該十字型部材および前記細長いアームの少なくとも一部は導電性を有し、前記細長いアームの少なくとも一部は絶縁材料で被覆されることを特徴とする請求項１１記載のめっき装置。
【請求項１３】
前記第一回転ギヤは導電性の表面領域を備え、
前記めっき装置は、さらに、
めっき浴の外部から、めっき浴中の一位置まで延びる導電性経路を有し、該導電性経路は、前記第一回転ギヤが回転するときに前記導電性の表面領域を横切って移動する導電性部材を備え、
前記第一回転ギヤに機械的に連結されかつ前記導電性の表面領域に電気的に接続された第一支持面と、該第一支持面に対して回転可能に連結された第二支持面とを備えた導電性ベアリングを有し、第二支持面は前記連結部材に連結されており、それによって、電力が、めっき浴の外部から、前記導電性経路、前記導電性部材、前記導電性の表面領域、前記導電性ベアリング、前記連結部材および前記細長いアームを通って１つ以上の基板に供給されるように構成されることを特徴とする請求項１１記載のめっき装置。
【請求項１４】
前記モータのロータに連結された第三回転ギヤを更に有し、該第三回転ギヤは第四回転ギヤを駆動し、該第四回転ギヤは前記第一回転ギヤを駆動するように構成され、前記ベアリングはトラニオンであることを特徴とする請求項１３記載のめっき装置。
【請求項１５】
前記めっき装置からの前記１つ以上の基板の取外しを容易にするために、前記細長いアームのうちの少なくとも１つは着脱可能であることを特徴とする請求項６記載のめっき装置。
【請求項１６】
めっき方法において、
１つ以上の細長いアームを備えためっき浴中で１つ以上の基板を保持する段階を含み、前記１つ以上の細長いアームは連結部材に連結され、
前記連結部材を回転させて、前記連結部材により、前記１つ以上の細長いアームを前記連結部材の回転軸線の回りで回転させる段階と、
第二部材を回転させる段階とを含み、前記第二部材は、前記第二部材の回転により前記連結部材が前記第二部材の回転軸線の回りで回転されるように前記連結部材に連結され、前記第二部材は前記連結部材に電気的に接続された導電性領域を備え、前記連結部材は、前記細長いアームのうちの少なくとも１つに電気的に接続され、前記細長いアームのうちの少なくとも１つは導電性を有し、かつ、前記１つ以上の基板に電気的に接続され、
導電性経路に電力を供給する段階を更に含み、前記導電性経路は、めっき浴の外部に延びる第一端部と、第二の導電性領域に接続された第二端部とを備えることを特徴とするめっき方法。
【請求項１７】
前記電力を供給する段階は、めっき工程の第一の部分の間には１つ以上の基板に電力を供給するが、めっき工程の第二の部分の間には電力を供給しないことからなることを特徴とする請求項１６記載のめっき方法。
【請求項１８】
前記連結部材は導電性十字型部材を含み、前記第二部材は第一回転ギヤを含み、
前記めっき方法は、さらに
モータにより第二回転ギヤを駆動する段階と、
該第二ギヤにより第三回転ギヤを駆動する段階と、
該第三ギヤにより第一ギヤを駆動する段階と、
前記十字型部材に連結されかつ非回転ギヤと係合し、それによって、十字型部材に遊星運動を伝達する第四回転ギヤを設ける段階と、
を含むことを特徴とする請求項１６記載のめっき方法。
【請求項１９】
前記導電性経路は、前記導電性領域と電気的に接触するコンタクトピンを備えることを特徴とする請求項１６記載のめっき方法。
【請求項２０】
前記導電性経路は導電性ベアリングを備え、前記第二回転部材は前記ベアリングの回りで回転し、前記導電性ベアリングは前記導電性領域に接続されることを特徴とする請求項１６記載のめっき方法。
【請求項２１】
１つ以上の基板のめっき方法であって、
複数の細長いアームにより、めっき浴中で１つ以上の基板の外縁部を保持する段階を含み、前記アームのうちの少なくとも１つは電源に接続され、かつ、電力を前記１つ以上の基板に導き、前記複数の細長いアームは連結部材に連結され、
前記連結部材を回転させ、それによって、前記細長いアームおよび前記基板を前記連結部材の回転軸線の回りで回転させる段階を更に含むことを特徴とするめっき方法。
【請求項２２】
めっき工程の第一の部分の間には１つ以上の基板に電力を供給するが、めっき工程の第二の部分の間には電力を供給しない段階を更に含むことを特徴とする請求項２１記載のめっき方法。
【請求項２３】
前記連結部材は、前記連結部材の回転軸線の回りで回転できると同時に、前記第二回転部材の回転軸線の回りで回転でき、それによって、遊星運動を前記連結部材、前記アームおよび前記１つ以上の基板に伝達できるように、前記連結部材が前記第二回転部材に対して回転可能に連結されることを特徴とする請求項２１記載のめっき方法。
【請求項２４】
前記第二回転部材は第一回転ギヤであり、該第一回転ギヤはモータにより駆動され、前記連結部材は第二回転ギヤに連結され、前記めっき装置は非回転ギヤを有し、該非回転ギヤは前記第二回転ギヤと係合し、それによって、前記第二回転ギヤを、前記第二回転ギヤの回転軸線の回りで回転させ、かつ、前記アームおよび前記１つ以上の基板を前記第二回転ギヤの回転軸線の回りで回転させることを特徴とする請求項２１記載のめっき方法。
【請求項２５】
前記連結部材は十字型の形状をなしており、前記十字型部材の少なくとも一部、および、前記細長いアームは導電性を有し、前記細長いアームの少なくとも一部は絶縁材料で被覆されることを特徴とする請求項２４記載のめっき方法。
【請求項２６】
前記第一回転ギヤは導電性の表面領域を備え、
前記めっき方法は、さらに、
めっき浴の外部からめっき浴中の一位置へと延びる導電性経路を設ける段階を含み、該導電性経路は、前記第一回転ギヤが回転するときに前記導電性の表面領域を横切って移動する導電性部材を備え、
前記第一回転ギヤに機械的に連結されかつ前記導電性の表面領域に電気的に接続された第一支持面と、該第一支持面に対し回転可能に連結された第二支持面とを備えた導電性ベアリングを設ける段階を更に含み、前記第二支持面は前記連結部材に連結され、それによって、電力が、浴の外部から、前記導電性経路、前記導電性部材、前記導電性の表面領域、前記連結部材および前記細長いアームを介して１つ以上の基板に導かれることを特徴とする請求項２４記載のめっき方法。
【請求項２７】
第三ギヤが前記モータのロータに連結され、該第三ギヤは第四ギヤを駆動し、前記第四ギヤは前記第一回転ギヤを駆動することを特徴とする請求項２４記載のめっき方法。
【請求項２８】
めっき装置からの１つ以上の基板の取出しを容易にするために、前記細長いアームのうちの少なくとも１つが取外し可能であることを特徴とする請求項２１記載のめっき方法。
【請求項２９】
１つ以上の基板をめっきする装置であって、
連結部材と、
１つ以上の基板を、その外縁部で保持する複数の細長いアームとを有し、該アームは前記連結部材に連結され、前記アームのうちの少なくとも１つが取外し可能であり、それによって、めっき装置内に基板を配置することができ、或いは、めっき装置から基板を取出すことができるように構成されることを特徴とするめっき装置。
【請求項３０】
めっき中に前記連結部材および前記複数の細長いアームを回転させる少なくとも１つの回転部材を更に有し、前記連結部材は前記回転部材から取外し可能であり、かつ、前記回転部材内に挿入可能であることを特徴とする請求項２９記載のめっき装置。
【請求項３１】
めっき浴を更に有し、めっき浴中に前記回転部材を配置することができ、かつ、めっき浴から前記回転部材を取出すことができるように構成されることを特徴とする請求項３０記載のめっき装置。
【請求項３２】
めっき中に基板への電力の供給を容易にするために、前記連結部材、および、前記アームのうちの少なくとも１つは導電性を有することを特徴とする請求項２９記載のめっき装置。
【請求項３３】
めっき装置からの基板のアンローディング方法であって、めっき装置は、連結部材と、１つ以上の基板をその外縁部で保持する複数の細長いアームとを有する方法において、
前記細長いアームのうちの少なくとも１つを前記連結部材から取外す段階と、
前記１つ以上の基板のうちの少なくとも１つの基板を前記めっき装置から取出す段階と、
を含むことを特徴とする基板のアンローディング方法。
【請求項３４】
前記細長いアームのうちの少なくとも１つを取出す前に、めっき浴から前記連結部材および前記細長いアームを取外す段階を更に含むことを特徴とする請求項３３記載のアンローディング方法。
【請求項３５】
１つ以上の基板をめっき装置内にローディングする方法において、
１つ以上の基板の外縁部を保持する複数の細長いアームに連結される連結部材を設ける段階と、
基板が複数の細長いアームにより保持されるようにして基板を配置する段階と、
他の細長いアームを前記連結部材に連結して、基板を所定位置に維持する段階と、
を含むことを特徴とするローディング方法。
【請求項３６】
前記基板をめっき浴中に配置する段階を更に含むことを特徴とする請求項３５記載のローディング方法。
【請求項３７】
前記連結部材の少なくとも一部、および、前記細長いアームの少なくとも一部は導電性を有し、前記連結部材、および、前記少なくとも１つの細長いアームを介して電力を基板に供給する段階を更に含むことを特徴とする請求項３６記載のローディング方法。
【請求項３８】
めっき中に前記アーム、前記連結部材および前記基板を回転させる段階を更に含むことを特徴とする請求項３７記載のローディング方法。
【請求項３９】
１つ以上の基板を保持するための複数の細長いアームを有し、前記アームのうちの少なくとも１つは、前記アームの少なくとも一部に沿って延びる導電性部材を備え、
前記アームに遊星運動を伝達するためのギヤを有するシステムを有し、前記ギヤのうちの少なくとも１つは前記アームに連結され、前記ギヤのうちの少なくとも１つは、前記アームのうちの少なくとも１つに電気的に接続された導電性の表面領域を備え、
電源から導電性コンタクト部材へと延びる導電性経路を更に有し、該導電性コンタクト部材は前記導電性の表面領域上で摺動するように構成されることを特徴とする装置。
【請求項４０】
１つ以上の基板を保持するための複数の細長いアームを有し、前記アームのうちの少なくとも１つは、前記アームの少なくとも一部に沿って延びる導電性部材を備え、
前記アームに遊星運動を伝達するためのギヤを備えるシステムを有し、前記ギヤのうちの少なくとも１つは前記アームに連結されており、前記ギヤのうちの少なくとも１つは、前記アームのうちの少なくとも１つに電気的に接続された導電性領域を備え、前記ギヤのうちの少なくとも１つは導電性領域に電気的に接続された導電性ベアリングの回りで回転し、
電源から前記導電性ベアリングへと延びる導電性経路を更に有することを特徴とする装置。
【請求項４１】
１組の細長いアームにより保持される１つ以上の基板を設ける段階と、
アームをギヤシステムの１つのギヤに連結する段階とを含み、前記ギヤシステムは遊星運動をアームに伝達し、前記アームのうちの少なくとも１つは、前記アームの少なくとも一部を通って延びる導電性部材を備え、前記ギヤのうちの少なくとも１つは、導電性部材に電気的接続された導電性領域を有し、
電力を前記導電性領域に供給する段階を更に含むことを特徴とする方法。
【請求項４２】
前記電力を供給する段階は、前記導電性領域に摺動可能に連結されるコンタクトピンを設けることにより達成されることを特徴とする請求項４１記載の方法。
【請求項４３】
前記ギヤのうちの少なくとも１つは、前記導電性領域に接続された導電性ベアリングの回りで回転し、前記電力を供給する段階は、電源を前記導電性ベアリングに接続することを含むことを特徴とする請求項４１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、めっき中に基板に電圧を印加する方法に関する。本発明はまた、めっき中に基板に電圧を印加する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
種々の工業的加工中に、基板上に或る材料がめっきされる。例えば、米国仮特許出願第６０／５３５，３８０号明細書（Bajorek等）（特許文献１）には、ＣＤおよびＤＶＤの製造中に使用されるマスタまたはスタンパの製造過程中に、ディスク型金属基板上にＮｉＰをめっきする方法が論じられている（特許文献１は、本願に援用する）めっきは、例えば、磁気ディスク製造等の他の多くの工業的加工中に行われる。
【０００３】
【特許文献１】米国仮特許出願第６０／５３５，３８０号明細書（Bajorek等）
【非特許文献１】データシート「汎用めっき用Enplate ADP-300(QA)無電解めっき法（ENPLATE ADP-300(QA) Electroless Nickel Process for General Plating Applications）」（２０００年にEnthone-OMI Inc.社により発行されかつ同時にInformation Disclosure Statement中に寄稿された）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
幾つかのめっき方法では、めっきは「無電解」で行われ、すなわち、めっきされる基板に電圧が印加されない。本発明者等は、無電解めっきの開始は、基板に「ストライク電圧（strike voltage）」を印加することにより増強されることを見出している。このような電圧の印加を行うめっき装置を提供することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１つ以上の基板上に材料をめっきする装置は、基板の外縁部を保持する１組の細長いアーム（例えばマンドレル）を有している。一実施形態では、基板は導電性を有しており、ディスク形状をなすことができる。アームは接続部材に接続され、該接続部材は、電源に接続される（一般に、接続部材はアームの一端に設けられ、アームの他端には第二接続部材が接続される）。アーム、接続部材および基板を備える構造体が、めっき浴中に置かれる。めっき工程の少なくとも一部で、接続部材には回転移動および電力が付与される（一般に、めっき工程の全体の間において、基板は回転されるが、電力は、めっき工程の一部の間において、基板に付与されるに過ぎない）。
【０００６】
一実施形態では、基板は、例えば、遊星運動を付与するギヤシステムを用いて遊星態様で移動される。複数のギヤ（歯車）のうちの少なくとも１つのギヤ（歯車）は、接続部材に電気的に接続される導電性領域を有している。導電性領域は、ギヤの表面に取付けられる板で形成できる。電気経路（例えばワイヤで形成される）が、めっき浴の外部の電源（例えば電圧源）から浴中のコンタクト部材に延びており、該コンタクト部材は導電性領域と滑り接触して電力を基板に供給する。
【０００７】
一実施形態では、接続部材、アームおよび基板を有する浴から構造体を取外すことができる。少なくとも１つのアームを取外すことができ、それによって、めっきされた基板をめっき装置から取出して、新しい基板をめっき装置にローディングすることができる。着脱可能なアームは連結部材に再び取付けられ、次に、連結部材、アームおよび基板が浴中に戻されて新しい基板がめっきされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１Ａおよび図１Ｂには、基板Ｓ（図１Ｂ、図２および図８）上に材料の層をめっきする装置１０が示されている。基板Ｓはディスク形状の金属基板（例えば、アルミニウムまたは銅合金）とし、該基板上にめっきされる材料はニッケル−リン合金とすることができる。しかしながら、これらの材料は、単なる例示である。一実施形態では、基板Ｓは中央に形成された開口（図示せず）を有するものであるが、他の実施形態では、基板Ｓはこのような中央に形成された開口をもたないものである。
【０００９】
装置１０は、めっき液を収容する浴Ｂと、該浴Ｂ中に浸漬されて、かつ、基板Ｓを保持して移動させるためのホルダ１６とを有している（図１Ｂには１つの基板Ｓのみが示されているが、一般に、多数の基板がホルダ１６により同時に保持される。図示の容易化のため、ホルダ１６の内部構造が図１Ａには示されていないが、図１Ｂには示されている）。
【００１０】
後述のように、めっきをしている間、基板Ｓは、１組のマンドレルＭにより保持される。（マンドレルＭは実質的に平行である。また、基板Ｓも実質的に平行である）。装置１０はモータ１８を有し、該モータ１８は、ギヤＧＬ１〜ＧＬ３と、めっき中に遊星態様でマンドレルＭ（従って基板Ｓ）を移動させるギヤＧＬａ〜ＧＬｄとを備えるシステムを回転させる。ギヤＧＬ１〜ＧＬ３およびギヤＧＬａ〜ＧＬｄは、装置１０の左側からマンドレルＭを駆動する。ギヤＧＲ２およびＧＲ３（ギヤＧＬ２およびＧＬ３と同様であり、図２および図５に示されている）は、装置１０の右側からマンドレルＭを駆動する。モータ１８とマンドレルＭとの間の機械的カップリングについて以下に説明する。一実施形態では、めっき液を通して基板Ｓを移動させることにより、ａ）基板表面上への材料のより均一なめっきを促進することができ、ｂ）より均質な厚さおよび表面粗さを促進することができ、ｃ）気泡および粒子を除去して多数の欠陥を理論的に低減させるために、基板Ｓを横切る一層大きいめっき液速度を得ることを促進することができる。
【００１１】
装置１０の他の特徴は、めっき工程の少なくとも一部の間に、電源Ｐ、ケーブル２０、バー２２（ホルダ１６の左壁の外側に取付けられている）、ワイヤ２４（図２および図６）、ばね付勢コンタクトピン２６、金属コンタクト板２７（ギヤＧＬ３上に取付けられており、図２、図４および図６に示されている）、１組のトラニオンＴＬａ〜ＴＬｄ、十字型部材Ｃａ〜ＣｄおよびマンドレルＭを介して基板Ｓに電圧を印加することである。このようにして、めっきの開始時に基板Ｓに「ストライク電圧」を印加することができる（ケーブル２８およびバー２９（図１に示すように浴Ｂ中に浸漬されている）を介して電気戻り経路が形成されている）。マンドレルＭの駆動機構（移動機構）を説明した後に、ストライク電圧の電気経路を説明する。
【００１２】
めっき中にマンドレルＭおよび基板Ｓを移動させる機構：
ホルダ１６は４組のマンドレルＭを有し、各組は、１組の基板Ｓを保持するための４つのマンドレルを有している。例えば図１Ｂには、基板Ｓを保持する１組のマンドレル（Ｍａ１、Ｍａ２、Ｍａ３およびＭａ４を含む）が示されている。図１Ｂおよび図２に示すように、各組のマンドレルの左端は、関連する１つの十字型部材Ｃａ〜Ｃｄに連結されており、右端は、関連する１つの端板Ｅａ〜Ｅｄに連結されている（図２は断面図であるので、ここには２つの端板Ｅａ、Ｅｃ、２つの十字型部材Ｃａ、Ｃｃおよび４つのマンドレルＭのみが示されている。しかしながら、図５には、４つの全ての端板Ｅａ〜Ｅｄが示されている）。
【００１３】
各十字型部材Ｃａ〜Ｃｄは関連する支柱ＰＬａ〜ＰＬｄに強固に固定されており、該支柱ＰＬａ〜ＰＬｄは、関連ギヤＧＬａ〜ＧＬｄに強固に連結されている。支柱ＰＬａ〜ＰＬｄはまた、トラニオンＴＬａ〜ＴＬｄを介してギヤＧＬ３に対して回転可能に連結されている。各端板Ｅａ〜Ｅｄは、関連する各支柱ＰＲａ〜ＰＲｄを介してギヤＧＲ３に対して回転可能に連結されている。後述のように、ギヤＧＬａ〜ＧＬｄおよびＧＲ３は、めっき中にマンドレルＭを遊星態様に移動させるギヤ機構の部品である。ＧＬ３の運動はギヤＧＲ３の運動と同期しており、それによって、マンドレルＭはギヤＧＬ３の中心軸線Ａ３（図２）の回りで回転される（この中心軸線Ａ３は、ギヤＧＲ３の中心軸線でもある）。ギヤＧＬ３は、マンドレルＭをホルダ１６の左側から駆動し、一方、ギヤＧＲ３は、マンドレルＭをホルダ１６の右側から駆動する。マンドレルＭを左側から駆動する機構の説明は、マンドレルＭを右側から駆動する機構の説明後に行う。
【００１４】
モータ１８はモータシャフト１９を駆動し、該モータシャフト１９は第一ギヤＧＬ１を矢印ＤＬ１（図３）の方向に駆動し、第一ギヤＧＬ１は第二ギヤＧＬ２を矢印ＤＬ２の方向に駆動し、第二ギヤＧＬ２は第三ギヤＧＬ３を矢印ＤＬ３の方向に駆動する。トラニオンＴＬａ〜ＴＬｄは、ギヤＧＬ３の関連開口に取付けられかつ該ギヤＧＬ３を通って延びている。各支柱ＰＬａ〜ＰＬｂは、関連する各トラニオンＴＬａ〜ＴＬｄ内に回転可能に取付けられている。かくして、ギヤＧＬ３が中心軸線Ａ３の回りで回転すると、支柱ＰＬａ〜ＰＬｄも軸線Ａ３の回りで回転する。支柱ＰＬａ〜ＰＬｄは十字型部材Ｃａ〜Ｃｄに強固に固定されているので、十字型部材Ｃａ〜ＣｄおよびマンドレルＭも軸線Ａ３の回りで回転する。
【００１５】
ギヤＧＬ４は、ホルダ１６の壁ＷＲに対して強固に（回転できないように）固定されている。各ギヤＧＬａ〜ＧＬｄは、関連する各支柱ＰＬａ〜ＰＬｄに対して強固に（回転できないように）連結されている。ギヤＧＬａはギヤＧＬ４と係合しているので、支柱ＰＬａがギヤＧＬ３の中心軸線Ａ３の回りで回転すると、ギヤＧＬａは矢印Ｄａの方向に回転され、それによって、支柱ＰＬａ、十字型部材Ｃａおよび関連するマンドレルＭａ１〜Ｍａ４の組がギヤＧＬａの中心軸線の回りで回転される。かくして、マンドレルＭａ１〜Ｍａ４はギヤＧＬ３の中心軸線Ａ３の回りで回転するだけでなく、ギヤＧＬａの中心軸線の回りでも回転する。ギヤＧＬｂ〜ＧＬｄも同様にギヤＧＬ４と係合しているので、支柱ＰＬｂ〜ＰＬｄ、十字型部材Ｃｂ〜Ｃｄおよびこれらに関連するマンドレルＭも、関連ギヤＧＬｂ〜ＧＬｄの中心軸線の回りで、それぞれ矢印Ｄｂ〜Ｄｄの方向に回転される。
【００１６】
図１Ｂおよび図２に戻って説明すると、ギヤＧＬ２はまたアイドラシャフト３０を駆動し、該アイドラシャフト３０はギヤＧＲ２を駆動し、該ギヤＧＲ２はギヤＧＲ３を駆動する。ギヤＧＲ３は、支柱４１を介して回転板４０（図５および図７）に強固に固定されている。関連端板Ｅａ〜Ｅｄから延びている支柱ＰＲａ〜ＰＲｄは、板４０の開口Ｏａ〜Ｏｄ内に収容されている。かくして、ギヤＧＲ３が軸線Ａ３の回りで回転すると、板４０および端板Ｅも軸線Ａ３の回りで回転する。ギヤＧＬ３およびＧＲ３は同期して移動し、従ってマンドレルＭの両側は同期して駆動される。
【００１７】
支柱ＰＲａ〜ＰＲｄは開口Ｏａ〜Ｏｄ内で自由に回転する。ホルダ１６の右側にはギヤＧＬａ〜ＧＬｄと同様なギヤは全く存在しない。かくして、図示の実施形態では、ギヤＧＬａ〜ＧＬｄの軸線の回りでのマンドレルＭの回転は、ホルダ１６の左側から伝達されるに過ぎず、ホルダ１６の右側からは伝達されない。しかしながら、他の実施形態では、
ギヤＧＬａ〜ＧＬｄの軸線の回りにおけるマンドレルＭの前記回転は、ホルダ１６の左側及び右側の両方から伝達することができる。或いは、このような運動をホルダ１６の右側からだけ伝達することもできる。図５を参照すると、板４０の回りにリングＲが延びる。リングＲはホルダ１６の側壁ＷＲに固定されており、回転しない。かくして、板４０はリングＲ内で回転する。リングＲは、支柱ＰＲａ〜ＰＲｄが、使用中に板４０の開口Ｏａ〜Ｏｄから外れることを防止する。
【００１８】
基板Ｓへの電力の供給：
前述のように、めっきの開始時に、電源Ｐ、ケーブル２０、バー２２、ワイヤ２４、ばね付勢コンタクトピン２６および金属コンタクト板２７（図４および図６に示すようにギヤＧＬ３上に取付けられている）によりストライク電圧が印加される。金属コンタクト板２７は、トラニオンＴＬａ〜ＴＬｄ、支柱ＰＬａ〜ＰＬｄおよび十字型部材Ｃａ〜Ｃｄを介してマンドレルＭに電気的に接続される（トラニオンＴＬａ〜ＴＬｄ、支柱ＰＬａ〜ＰＬｄおよび十字型部材Ｃａ〜Ｃｄは導電性を有し、一般に金属で作られる）。
【００１９】
マンドレルＭは、一般に、導電性ステンレス鋼のコアＭＣＯ（図１０）を有し、該コアＭＣＯはフッ化ビニル樹脂の絶縁性コーティングＭＩで被覆されている。各組のマンドレルＭは関連する１つの金属十字型部材Ｃａ〜Ｃｄに取付けられているので、各マンドレルＭの導電性コアＭＣＯは１つの十字型部材Ｃａ〜Ｃｄに電気的に接続されている。図８および図１０に示すように、各マンドレルＭは、基板Ｓを保持するための１組のノッチＭＮを有している。ノッチＭＮは導電性コアＭＣＯを露出させて、各基板Ｓが、該基板Ｓを保持するマンドレルＭのコアＭＣＯと電気的に接触するようにしている。このようにして、電源Ｐから基板Ｓへの電気的経路が形成される。
【００２０】
装置１０は、マンドレルＭの左側からのみ基板Ｓに電力を供給する。かくして、端板Ｅは、一般的に導電性ではない（装置１０の種々のギヤも一般的に導電性ではない）。しかしながら、本発明の他の実施形態では、マンドレルＭの右側に、または、左側及び右側の両側に電力を供給することもできる。
【００２１】
導電性の板の代わりに十字型部材Ｃａ〜Ｃｄを用いることの１つの長所は、めっき液に曝される金属表面積を最小化できることである。同様に、導電性の板２７の形状も、めっき液に曝される金属表面積を最小化するように設計される。同様に、絶縁コーティングＭＩも、めっき液に曝される金属の表面積を最小化させる。
【００２２】
装置１０へのローディングおよびアンローディング：
めっきをした後、ホルダ１６は浴Ｂから取出される。端板Ｅおよび十字型部材Ｃと組合された４つのマンドレルＭを含む１組は、基板Ｓを保持するための「ラック」を形成する（図８参照）。一実施形態では、各ラックは、一般に４２枚の基板Ｓを保持する。ホルダ１６は、ラックをホルダから取出すことができるように設計されている。より詳しくは、リングＲの弧状セクションＲａが、ねじ５０ａ、５０ｂ（図７）を取外すことによりリングＲから取外される。支柱ＰＬの１つが、取外された弧状セクションＲａに整合するまでマンドレルを回転させることにより、基板の１つのラックがホルダ１６から取外される。次に、ラック（マンドレルＭ、端板Ｅおよび十字型部材Ｃを含む）がホルダ１６の外部に取出される。次に、図８に示すように、マンドレルＭを所定位置に保持するねじ５２ａ、５２ｂを取外すことにより１つのマンドレルＭが取外される。マンドレルが取外されたならば、ラックへの基板Ｓのローディングおよびラックからの基板Ｓのアンローディングを行うことができる。次にマンドレルが交換され、ラックが再び装置に挿入される。
【００２３】
前述のように、本発明の装置は、無電解めっきおよび電気めっきを含む種々のめっき方法に使用できる。一方法では、最初に、アルカリ洗浄剤（例えば、ＫＯＨ溶液に抑制剤を加えたもの）中に基板Ｓを浸漬し、基板Ｓをすすぎ、酸性溶液（例えば、リン酸）中に基板Ｓを浸漬し、再び基板をすすぎ、次に、第一めっき浴中に基板を入れる。この浴は、ＮｉＰのめっきに使用される薬剤、例えば、硫酸ニッケル、次亜リン酸ナトリウムおよびキレート化剤からなる。一実施形態では、ニッケルめっき薬剤として、Enthone Corp.社の製造に係るタイプ３００ ＡＤＰを使用できる（例えば、データシート「汎用めっき用Enplate ADP-300(QA)無電解めっき法（ENPLATE ADP-300(QA) Electroless Nickel Process for General Plating Applications）」（２０００年にEnthone-OMI Inc.社により発行されかつ同時にInformation Disclosure Statement中に寄稿された）（非特許文献１）を参照。この非特許文献１は本願に援用する）。他のめっき薬剤は、ＯＭＧ Chemistries社から入手できる。基板には、約３ボルトのストライク電圧を例えば約１５〜６０秒間印加できるが、これらのパラメータは単なる例示に過ぎない。次に、基板は、同じ浴中、またはストライク電圧の印加に使用された浴とは異なる浴中で無電解めっきされる。
【００２４】
以上、本発明を特定実施形態について説明したが、当業者ならば、本発明の精神および範囲から逸脱することなく形状および細部の変更をなし得ることは理解されよう。例えば、電流を基板に導くのにステンレス鋼を使用する代わりに、他の導電性材料を使用できる。開示された装置は１つ以上の基板上にＮｉＰ以外の材料をめっきするのに使用でき、かつ基板としてＡｌ合金またはスピノーダル銅（spinodal copper）以外の材料を使用できる。装置は、ストライク電圧を印加して、無電解めっきを開始させるのに使用できる。或いは、装置は、電気めっき中に電圧を印加するのに使用できる。１つの電気コンタクトピンの代わりに、多数のピンを使用することもできる。あるいは、ブラシ、ストリップまたはリボンのコンタクトを使用することもできる。
【００２５】
コンタクトピン２６を使用する代わりに、他の実施形態では、ギヤＧＬ３を、導電性支柱およびボルトにより保持構造体１６の壁ＷＬに連結された導電性ベアリングに取付けかつ該ベアリングの回りで回転させることができる。このような実施形態では、ワイヤ２４が、壁ＷＲの右側のボルトの一部に接続される。導電性ベアリングは板２７に電気的に接続される。
【００２６】
図面中の幾つかのギヤは、異なる厚さを有するものとして示されている。本発明の他の実施形態では、種々のギヤは同じ厚さを有している。
円筒状マンドレルＭを使用する代わりに、基板Ｓを保持するのに、他の形式の保持部材を使用できる。例えば、マンドレルはシリンダの弧状部分の形状にすることができる（本願明細書で使用するとき、用語「マンドレル」は円筒状マンドレルに限定されるものではなく、また用語「アーム」はマンドレルを含むものである）基板の各ラックに異なる数（４つ以外の個数）のマンドレルを使用でき、ホルダ１６は異なる数（４つ以外の個数）のラックを収容するように設計できる。必ずしも全てのマンドレルＭを導電性のものとする必要はない。また、十字型部材Ｃの全体を導電性にする必要はない。ピン２６に接続するのにバー２２およびワイヤ２４を使用する代わりに、ケーブル２０をピン２６に直接接続できる。全てのバー２９を浴Ｂの一側に配置する代わりに、バー２９を浴Ｂ内の異なる位置に配置できる。また、バー２９の代わりに、基板の近くに、パネル、グリッドまたは他の任意の形状の導電性材料を使用できる。他の実施形態では、ギヤＧＬ３をホイールに置換し、かつプーリによりロータ（モータシャフト）１９をホイールに連結して、マンドレルを回転させることができる。ＮｉＰをめっきするのに上記薬剤を使用する代わりに、他の薬剤を使用することもできる。また、本発明の装置は、ＮｉＰ以外の材料のめっき層を形成するのに使用できる。
【００２７】
本発明による方法および装置は、例えば上記特許文献１に開示されているようなマスタまたはスタンパを製造するのに使用できる。或いは、本発明の方法および装置は、他の形式の基板をメッキして、例えば磁気ディスクまたは半導体ウェーハ上の構造体を作るのに使用できる。
本発明の幾つかの実施形態は、他の特徴および長所を用いることなく、上記装置および方法の１つ以上の特徴および長所を使用するものである。従って、このようなあらゆる変更は本発明の範囲内に包含されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１Ａ】本発明に従って構成されためっき装置を示す図面である。
【図１Ｂ】めっきすべき基板を図１Ａの装置内に保持する構造を示す図面である（図示を容易にするため、図１Ｂの構造に関する細部は図１Ａには示されていない）。
【図２】図１の構造を正面から見た断面図である。
【図２Ａ】図２の２Ａ−２Ａ線に沿う方向から見た図２の構造の断面図である。
【図３】めっき中に遊星運動を基板に伝達するための１組のギヤを有する図２の構造の３−３線に沿う断面図である。
【図４】めっき中に遊星運動を基板に伝達するための１組のギヤを有する図２の構造の４−４線に沿う断面図である。
【図５】図２の構造の５−５線に沿う断面図である。
【図６】図２の構造の６−６線に沿う断面図である。
【図７】図５の構造の線７−７で示す部分を示す図面である。
【図８】基板を保持する１組のマンドレルと、該マンドレルの一端に連結された端板と、マンドレルの他端に連結された十字型部材とを備える図１Ｂおよび図２の構造体の一部を示す斜視図である。
【図９】マンドレルに連結される端板を示す平面図である。
【図１０】上記図面の装置に使用される、めっき中に基板を保持するためのマンドレルを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  めっき装置
１６  ホルダ
１８  モータ
２７  金属コンタクト板
４０  回転板
Ｂ  浴
Ｃａ〜Ｃｄ  十字型部材
Ｍ  マンドレル
Ｐ  電源
Ｒ  リング
Ｓ  基板
【図１Ａ】
2005336612.tif 000003
【図１Ｂ】
2005336612.tif 000004
【図２】
2005336612.tif 000005
【図２Ａ】
2005336612.tif 000006
【図３】
2005336612.tif 000007
【図４】
2005336612.tif 000008
【図５】
2005336612.tif 000009
【図６】
2005336612.tif 000010
【図７】
2005336612.tif 000011
【図８】
2005336612.tif 000012
【図９】
2005336612.tif 000013
【図１０】
2005336612.tif 000014